基于信息技术的大学物理“金课”建设实践

王敏 楼宇丽 王晓琴 黎南 聂志红

摘  要：随着信息技术的高速发展，传统的大学物理教学模式亟待改革。为打造大学物理“金课”，文章基于“互联网+课程”的思想，在建设大学物理在线课程的同时借助雨课堂、超星学习通等信息化教学手段以及多元化的考核评价方式来强化教学环节的实施与管理。实践结果表明，该教学模式有效地提升了学生的自主学习能力，激发了学生的学习兴趣并最终提高了课程教学质量。上述实践与讨论为类似课程的建设提供了必要的经验和借鉴。

关键词：大学物理;信息技术;教学模式;在线学习;“金课”

中图分类号：G642       文献标志码：A         文章编号：2096-000X（2021）09-0006-05

Abstract： With the rapid development of information technology， the traditional teaching mode of college physics needs to be reformed urgently. To improve the teaching effect of college physic and adapt to the demands of "Golden Course"， the network-learning platform with rich resource was constructed to meet the needs of students' independent and individualized learning. In addition， various modern teaching technologies based on "Internet + curriculum" idea and diversified assessment methods were used to supervise the whole teaching process. The result shows that the autonomous learning ability and interest in learning of student can be effectively improved， which results in an excellent teaching quality. The above practices and discussions provide a necessary experience for the construction of similar courses.

Keywords： college physics; information technology; teaching mode; e-Learning; "golden course"

2018年6月，教育部陳宝生部长在新时代全国高等学校本科教育工作会议上，首次提出了“金课”的概念[1-2];同年8月，教育部在《关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》中明确要求“各高校要全面梳理各门课程的教学内容，淘汰‘水课、打造‘金课”[3-5]。上述文件旨在通过建设具有“高阶性、创新性、挑战度”特性的“金课”来进一步提升我国高校本科教学水平，培养满足新时代、新形势下社会需要的人才[6]。因此，我校于2019年5月启动了“金课”建设项目，我们课题组也加入了“金课”建设的热潮当中。

众所周知，大学物理是理工科院校的一门重要的公共基础课。长期以来，课程主要采用教师课堂理论板书、学生听讲、练习加考试的教学模式来进行，虽然上述教学过程有利于培养学生的逻辑思维能力、便于师生直接的互动交流，但是存在教学手段单一、知识传授效率低下、忽略了个体性差异等缺点，因此教学效果并不理想。目前，虽然大部分教师会引入多媒体手段进行教学，将某些抽象的教学内容因增加动画而变得直观，有效地提高了教学进度;但过度地依赖多媒体教学会导致学生出现“看电影”式的欣赏，缺乏对重要知识的理解而使得知识点在脑海中印象不深。由此可见，如何引导学生主动学习，提高教学质量，是值得思考的问题。为此，我们以学生的学习和发展为中心[7]，构建了智慧学习平台环境[8]，通过对2019-2020学年第一学期学习《大学物理B2》这门课程的两个试点班级开展“互联网+课程”教学模式和多元化考核方式的教学实践，探索“金课”建设的路径。

一、《大学物理》线上课程建设

网络自主学习是一种快捷、高效的学习方式，学生可以根据自己的时间，选择合适的方式、地点等自主学习，不但可以提高学生的学习能力，还可以实现自主差异化学习，使得部分基础薄弱的学生上课时能跟上教师节奏，提高学习效率。因此，我们结合我校实际，依托学校“教育在线”网络学习平台和“超星”网络教学平台，建设了《大学物理》在线课程，给学生提供了线上自主学习的环境。

（一）利用“教育在线”构建网络自主学习平台

在学校“教育在线”学习平台上建立《大学物理》网络课程，其主要的菜单界面如图1所示。其中，“基本信息”模块包括课程介绍、预备知识、教学大纲、教学日历等基础信息，对学生在网上进行自主学习的基本要求、达到的目的以及实施管理等信息进行了详细的介绍说明;“课程学习”模块主要提供大学物理网络学习链接、著名物理学家介绍、应用领域等资源信息，通过上述学习来拓宽背景知识;把教案、习题课、教学辅助等资源放在“课程资源”中，供学生们自主选择学习;为了解决学生作业中的困难，在“单元学习”模块中，添加每章需要掌握的重点、难点，并且增加相应的例题，供学生参考;在“课程活动”模块设置课程作业、答疑讨论、互助学习、调查问卷等教学互动环节，通过师生、生生互动交流能够有效地提高学生的学习积极性，从而提高学习效果。借助于网络建课，打破了时域的限制，使学生的自主学习、教师的多维度、立体化教学成为可能。

（二）利用“学习通”实现手机端学习

手机已成为我国网民的第一大上网终端，利用手机便捷的优势，深入挖掘多渠道的方式进行学习也是当前网络教学的一种新模式。“超星学习通”是面向智能手机等移动终端的交互式信息平台，可以为师生提供海量的图书、期刊、报纸、视频等资源。我们在基于“超星”的学校网络教学平台上建立了《大学物理》的小规模限制性在线课程（SPOC），可通过“学习通”开展多种方式授课。课题组教师将知识点碎片化后，录制微课视频和习题视频并上传（如图2所示），供学生自主学习，提高学习效率。同时，为了加强学生科学素质的培养，增加课程学习的趣味性，把“学习通”资料库里的期刊（如《大学物理》）和图书（如《物理学家的故事》《生活中的物理学》等）添加到“资料”里，使学生随时随地可以进行掌上阅读。除此之外，上传了热学、振动、波动和光学部分的习题，建立题库，系统可以根据题库随机组题，在测试时学生会抽取到不同的套题，便于在课后进行练习和测验。借助手机不仅能让学生利用闲散时间学习，同时录制视频、题库建设等工作对教师也提出了更高的要求，使整个过程不但提高了教学质量，也提高了教师的教学水平。

二、利用现代信息技术实施教学过程

随着信息化时代的不断发展，各种教学手段已深度融入到大学校园[9]，大学生们能够轻松掌握网络学习平台、“雨课堂”“学习通”等工具进行学习。利用现代信息技术手段强化课前预习、课堂学习以及课后复习等环节，保证教学过程各环节的有效实施是提高教学效果、培养一流人才的必要保障。

（一）课前预习的实施

课前预习是学习新知识的第一步，充分的课前预习可以扫清课堂学习时可能存在的知识盲点、增强听课过程中的目的性和主观能动性，由此可见，课前预习的有效实施显得尤为重要。为此，教师课前在电脑端制作演示文稿（PPT课件）及预习课件，利用“雨课堂”这种新型智慧教学工具[10-11]，将课件推送给学生。预习课件不仅包括预习基本要求、相关背景知识、预习测试题等，还插入了在线慕课视频，提出思考问题，这样能够使预习更高效，达到很好的学习目的。思考题要加强与实际应用的关联，培养学生解决实际问题的能力，有一定的深度，但是要“跳起来”也能够得到。此外，学生可以在“学习通”上观看相应的教学视频，查看资料等，对预习内容有更深入的理解。教师根据预习测试结果调整教学内容和进度，合理地进行课堂教学设计。

（二）课堂教学的实施

在教师精心备课的基础上，课堂教学一定要注重教与学的双向互动，激发学生课上学习的兴趣，将学生的注意力转移到知识的学习上来。因此，教师一方面要阐述各知识点之间的联系，运用板书突出教学重点，利用PPT直观展示抽象的内容，让学生对知识形成系统深入的理解;另一方面要借助现代信息手段活跃课堂气氛，调动学生的学习积极性，并加强课堂教学管理。要求学生上课前通过“雨课堂”扫码进入课堂，这样教师的手机端就会变成一个遥控器，可以利用随机点名功能对学生进行提问;在作重点难点讲授时，学生若没有听懂，可以利用自己的手机点击幻灯片下方的“不懂”按钮，给教师及时反馈;较难的问题可以分小组讨论，提高学生的参与度， 让学生“活起来”;还可以利用“雨课堂”推送随堂练习让学生限时答题，偶尔对回答正确且快速的学生发红包以表獎励，并可以用投屏功能将答题情况（如图3所示）展示在大屏幕，请学生分享答题的思维过程以及产生错误结果的原因，教师也可以针对性地对相关知识点进行深入分析讲解。在上述教学过程中，利用信息技术加强了与学生的互动交流，提高了学生的学习效率和课堂教学质量。

（三）课后学习的实施

课后作业练习以及小结性测试是检验所学知识的行之有效的方法，不仅能巩固上课所学，还能通过灵活应用来加深对知识的理解。因此，除了书面作业以外，教师在网络学习平台上还布置了其他形式的作业。例如，在讨论区发起对特定知识点的讨论;要求学生对每章知识点进行梳理和总结，绘制章节思维导图拍照并上传;撰写关于近代物理学的小论文等线上作业。学生在做课后练习时可以通过“雨课堂”和“学习通”回顾课件、视频资源等进行有效复习。另外，还能利用“学习通”进行章节自我学习效果测评，抽取的随机题目如图4所示，在设定的时间内答题提交后，系统会给出测验成绩;教师可以在后台看到测试的统计情况，并将整体测试结果反馈给学生，对部分完成得不好的学生给予督促。除此之外，教师会指导助教在物理晚自习期间对错题进行讲解，也会通过教学平台、QQ群等对学生的问题及时回复，建立教师和学生之间紧密的教与学的联系，提高教学效果。

（四）课程的多元化考核方式

为了优化传统考核方式，避免学生仅在期末考试前突击学习，在试点班采用了多元化的考核方式。除了交纸质作业以外，也要求提交线上作业（例如每章节思维导图和小论文），并将“雨课堂”和“学习通”中的考勤、课堂表现、测验成绩纳入平时成绩。优化后的课程综合评价标准见表1。通过上述方式让学生在平时“忙起来”，这样不仅保障了教学各环节的有效实施，还可以使学生投入更多时间巩固所学，加深对知识的理解，体现过程化管理的优势。实践表明，借助于网络信息技术进行多元化的考核，对学生平时所做的努力进行了鼓励，不仅使成绩评定更为客观，还能反映学生对知识的综合应用水平。

三、教学效果

为了考察上述教学实践的效果，本研究分别从问卷调查和学生的学习成绩两个方面进行数据收集和分析。

（一）问卷调查

我们在学期中期利用网络学习平台对试点班的学生进行了教学模式和学习效果的问卷调查，共有139名学生参与了此项调查。调查结果表明，90%以上的学生对深度融合信息技术的教学模式表示支持，认为上述教学过程培养了自主学习的能力，激发了学习兴趣，对知识的掌握也更为牢固。

（二）成绩分析

本学期共有18个教学班1476名学生参加了《大学物理B2》课程期末考试，两个试点班与其他班级均为学生自由选课，且教学内容一致、试卷统一，我们将试点班和全校（含两个试点班）成绩进行了对比（见表2）。对比结果显示，A、B试点班的期末卷面成绩平均分分别比全校高5.73分和3.62分，及格率比全校分别高10.66和9.31个百分点;总评成绩的平均分分别比全校高7.22分和4.61分，及格率比全校分别高10.28和10.47个百分点。上述统计数据表明，学生经过了“互联网+课程”的混合式教学模式后[12]，在一定程度上提高了学习成绩，取得了较好的学习效果。

四、讨论

通过自建在线课程，满足了学生自主学习、差异化学习的需要。积极引导学生利用网络平台学习，丰富的资源以及多样化的学习方式不仅扩大了学生的知识面，还能有效地激发学生的学习兴趣。在教学设计与教学实施过程中，合理运用现代信息技术手段，实现了师生课前、课中、课后全过程的联系与互动，不但活跃了课堂气氛，提升了学生的参与度，而且使得课下预习、复习、作业、讨论、测验等环节更高效，能够让教师有时间和空间提高课程难度，从而拓展了课程深度，拓宽了学生的学习思维。采用多元化的考核方式，注重了学生过程性的发展，利用在线教与学中的各种互动数据判断学生的学习效果，根据学生的实际情况给予及时的鼓励或督促，有利于对学生个体化的指导。通过上述教学实践，使课程达到了“金课”的高阶性、创新性和挑战度的标准，为专业课程的学习打下了良好的基础。

当然，在“金课”建设过程中，还有一些不足的地方需要完善。例如，目前存在课堂讨论时间不足，题库资源题型不够丰富、题量不够多的情况。但我们相信，随着项目建设的推进，上述问题会逐步解决。

五、结束语

随着现代信息技术的高速发展，将信息技术手段与大学物理课程深度融合，打造“两性一度”的“金課”已势在必行。我们对两个试点班级开展了混合式教学模式的“金课”建设实践，不仅调动了学生的积极性，提升了自主学习能力，而且保障了教学各环节更加有效地实施，提高了课程的教学质量。上述大学物理“金课”建设实践也为其它“金课”的打造提供了必要的参考与借鉴。

参考文献：

[1]陈宝生.在新时代全国高等学校本科教育工作会议上的讲话[J].中国高等教育，2018（3）：4-10.

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[3]中华人民共和国教育部.教育部关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知（教高函〔2018〕8号）[EB/OL].（2018-08-27）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056

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[4]陈敏，翁雨燕，方亮，等.物理学专业新生“金课”建设探索——以“STEAM-物理学习的新思路”为例[J].物理与工程，2019（5）：8.

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[11]王玉生，宋纳红.基于雨课堂的大学物理教学模式探究[J].教育教学论坛，2019（48）：85.

[12]孙秋华，赵言诚，姜海丽，等.大学物理教学中“闭环教学”模式的探索与实践[J].高教学刊，2019（1）：36.